IES SATAFI CFGS Instalaciones Electrotécnicas y automáticas 15-2-2013 Módulo: Instalaciones domóticas: Trabajo práctico de clase. ENTREGA: 4-2-2013 UNIDAD 4.- EL AUTÓMATA PROGRAMABLE 1.- PROCEDIMIENTOS Y CRITERIOS DE EVALUACIÓN Y CALIFICACIÓN. 1.- Los alumnos resolverán 11 ejercicios de los que aparecen a continuación según tabla adjunta. 2.- Se utilizarán los autómatas ZEN de Omron, ZELIO 2 de Telemecaniqué y S7-200 de Siemens. 3.- El alumno deberá presentar ya sea en formato digital ( Word, con el mismo formato que el presente documento ) la resolución de los ejercicios, donde deberá aparecer enunciado, explicación de la solución obtenida, programa, esquemas tanto de montaje como situación etc. ( Todos los esquemas se realizarán con el software VISIO y se utilizarán bloques de dibujo que los respectivos fabricantes tengan en sus correspondientes paginas webs ). En el caso del S7-200 se adjuntará el correspondiente SCADA Se adjunta un ejemplo desarrollado con un formato similar al requerido para que el alumno tenga una idea del formato de presentación de los ejercicios, a lo largo del desarrollo del trabajo se irán puntualizando diversos aspectos del formato ( portada, indices, etc ) 4.- El presente trabajo representará un 7 % de la nota final del módulo como máximo, se valorará originalidad de las soluciones presentadas, calidad de las soluciones y tiempo de realización. Siendo imprescindible su entrega para superar el módulo. Fecha de entrega: 4 Febrero de 2013 2.- ASIGNACIÓN DE EJERCICIOS. VGDA -1
3.- EJEMPLO DESARROLLADO PROBLEMA 7.- Arranque estrella-triángulo de un motor III DESCRIPCIÓN: Una sierra de banda para el corte de troncos de madera es accionada por un motor asíncrono trifásico de rotor en cortocircuito. Debido a la potencia del motor se hace necesario realizar el arranque estrellatriángulo. FUNCIONAMIENTO: El arranque será de forma automática. Al accionar del pulsador de marcha S2 se activarán KM1 (línea) y KM3 (estrella), arrancando el motor con una reducida intensidad. Al cabo de un tiempo establecido, se desconectará el contactor KM3 (estrella) y se conectará el contactor KM2 (triángulo) funcionando a plena potencia. Una pulsación sobre el pulsador de paro S1 desconectara los contactores en funcionamiento, permaneciendo en este estado hasta una nueva puesta en marcha. Téngase en cuenta las características del relé programable. En caso de sobrecarga el motor se desconectará por acción de F1 y se activará un piloto rojo P1se señalización. El display mostrará la existencia de sobrecarga en el motor y el estado de marcha de éste. PROCEDIMIENTO: 1.- Realizar el aprovisionamiento del material preciso para la realización de la práctica, según hoja de materiales. 2.- Distribuir los elementos en el panel de montaje. 3.- Realizar el esquema de fuerza y de mando. 4.- Proceder al montaje de acuerdo al esquema realizado. Respetar la conexión de las entradas. 5.- Realizar la conexión, programación del relé programable y puesta en marcha de la instalación. 6.- Confeccionar el presupuesto de acuerdo al modelo de hoja de presupuestos anexo.. PROGRAMA. VGDA -2
VGDA -3
EJERCICIOS PROPUESTOS. PROBLEMA 1. Una maquina bobinadora es movida mediante un motor accionado por medio de un contactor. La función memoria, encargada de accionar el contador dispondrá de un pulsador de marcha y otro de paro. Adicionalmente se pretenden acoplar los siguientes dispositivos: Un sistema tal que cuando por alguna causa se produzca una sobrecarga en el motor, éste se desconecte. Un dispositivo capaz de desconectar el motor en el caso de que el hilo de la bobinadora se rompa. PROBLEMA 2. El accionamiento de dos relés A y B, mediante sus respectivas funciones memoria, debe cumplir las siguientes condiciones: 1.- El relé A debe poder excitarse y desexcitarse con independencia del B. 2.- El relé B solamente deberá poder excitarse cuando A esté excitado. PROBLEMA 3. Mediante dos pulsadores de marcha Md y Mi y un solo pulsador de parada P, encargados del accionamiento de dos relés D y I, queremos realizar el siguiente programa: Pulsando Md el relé D se excita. Aunque pulsemos seguidamente Mi el relé I no debera poder excitarse. Pulsando P el relé D se desexcita. Pulsando Mi el relé I se excita. Aunque pulsemos seguidamente Md el relé D no debera poder excitarse. Pulsando P el relé I se desexcita. PROBLEMA 4. Tres motores gobernados por las funciones memorias de tres relés A, B y C deben de poder funcionar de forma que puesto en marcha uno cualquiera de ellos se elimine la posibilidad de funcionamiento de los otros dos. El circuito debe disponer de un único pulsador de parada P. PROBLEMA 5. Proyectar un circuito para el control automático de una taladradora vertical. Dicha máquina deberá realizar las siguientes funciones: Mediante un pulsador B iniciamos el descenso de la herramienta, la cual, al llegar a un minirruptor fin de carrera FCB, debe interrumpir el descenso e iniciar la subida. Al llegar, en la subida, aun minirruptor fin de carrera FCS la herramienta debe detenerse. El circuito deberá llevar un pulsador de emergencia P, mediante el cual se puede interrumpir el descenso de la herramienta para que automáticamente se inicie la subida. Cuando la herramienta este subiendo de ninguna manera deberá poder iniciarse la bajada aunque se pulse B. PROBLEMA 6. Se desea proyectar un mando automático de vaivén, por ejemplo para una cepilladora, el cual debe cumplir los siguientes requisitos: VGDA -4
Mediante dos pulsadores Md y Mi debe poder iniciarse el movimiento de vaivén en un sentido o en otro. Mediante dos finales de carrera FCD y FCI debe delimitarse el recorrido en un sentido para iniciarse el recorrido en sentido contrario. Mediante un pulsador de parada P debe poder detenerse el movimiento de vaivén sea cual sea la posición en que se encuentre el carro. El circuito deberá ir protegido mediante un sistema que impida el funcionamiento simultáneo de los dos relés de mando. PROBLEMA 7. Los procesos automáticos de cierta importancia deben llevar un sistema de alarma capaz de denunciar cualquier defecto o avería en su funcionamiento. Dicho sistema debe ser capaz de explorar un determinado número de puntos, cada uno de los cuales dispondrá de un elemento sensor capaz de cerrar un contacto de acuerdo a las circunstancias que provocan el anormal funcionamiento ( elevaciones de temperatura, aumentos o disminuciones de la presión, vibraciones, burbujeo anormal en el interior de un líquido, etc. ). Para tal fin deberá disponerse de un sistema que en líneas generales cumpla los siguientes requisitos: Producido el defecto, que se traduce en uno o varios contactos D que se cierran, debe encenderse una luz roja, al mismo tiempo que empieza a sonar un zumbador. Percibida la señal de alarma acústica y óptica, el operario encargado de la instalación pulsa un botón alarma recibida, Ar que hace enmudecer el zumbador, pero deja la luz roja encendida en el caso de que la avería persista. La luz roja deberá mantenerse encendida hasta que se haya reparado la avería. PROBLEMA 8. Disponemos de tres relés R0, R1 y R2, un temporizador de desconexión T y un juego de pulsadores, M de marcha y P de parada. Con estos elementos se pretende realizar el siguiente programa: Al pulsar M el relé R0 debe excitarse, al mismo tiempo entra a funcionar el temporizador y se excita el relé R1. Transcurrido un cierto tiempo, el temporizador que dispone de un contacto normalmente cerrado +T y otro abierto T, conmuta estos contactos, haciendo que el relé R1 se desxcite y se excite R2; R0 deberá permanecer excitado. Como medida de seguridad y con objeto de que los relés R1 y R2 no puedan quedarse excitados simultáneamente, estos dos relés deberán bloquearse entre sí. Mediante un pulsador P, el sistema deberá poder desconectarse en cualquier momento. PROBLEMA 9. Queremos realizar la iluminación navideña de una calle comercial acompañada de una música de ambiente, de acuerdo con las siguientes condiciones: Desde dos establecimientos A y B se podrá apagar y encender la iluminación navideña de la calle. Si es de día una célula fotoeléctrica impedirá el funcionamiento de dicha iluminación. Así mismo si la iluminación estuviera encendida y se hiciera de día se apagara automáticamente. Si fuera de noche y deseamos apagar la luz deben transcurrir 10 segundos entre la orden de apagado y su ejecución. Después de cuatro encendidos desde el establecimiento A se encenderá la música ambiente. Debemos tener en cuenta que cada que se encienda la luz desde el establecimiento B se descontará un encendido del A. Ejemplo: Si el establecimiento A ha accionado tres veces la luz y el establecimiento B una, el valor del contador será dos. Cada vez que se encienda la música el contador se pondrá a cero iniciando se un nuevo ciclo. Opcional: Las luces, cuando suene la música, se pondrán en intermitente. PROBLEMA 10. Disponemos de un belén navideño que deseamos automatizar de la siguiente forma: El belén se puede encender desde dos sitios distinto y apagar desde uno ( I1, I2 y I3 ). Una vez encendido estarán funcionando durante 3 minutos las luces, apagándose. Seguidamente se pondrán en funcionamiento las aspas del molino, y transcurridos 2 minutos se apagará todo volviendo a repetirse el ciclo. VGDA -5
Cuando el belén se ponga en funcionamiento 5 veces desde I1, si se activara desde I2 se desconectará el impulso. Se activara una bomba de agua para simular la corriente de un rió durante 60 segundos. PROBLEMA 11. Arranque secuencial de tres motores con un pulsador de marcha y otro de paro. PROBLEMA 12. Realización de un cruce mediante semáforos, calles A y B. Rojo --- Rojo Verde --- Rojo Ámbar --- Rojo Rojo --- Rojo Rojo --- Verde Rojo --- Ámbar PROBLEMA 13. Dado el esquema de una fresadora, automatizar su funcionamiento mediante relé programable. PROBLEMA 14. Se dispone de un deposito A que tiene 2 boyas A y B que detectan sus estados de lleno y vacío. Las 2 boyas se encuentran situadas a unos niveles fijos. Cuando el agua llega a uno de estos niveles la boya correspondiente, cierra un contacto eléctrico. El deposito se considera vacío cuando se abre el contacto eléctrico que acciona la boya B, y lleno cuando se cierra el contacto eléctrico que acciona la boya A. El llenado se realiza a partir de una bomba que toma el agua de un pozo contiguo, dicha bomba actúa se alimenta el motor M. El vaciado del deposito se realiza mediante una electroválvula E, al excitarse permite la salida del liquido al exterior. Se quiere realizar el siguiente ciclo automático: Deposito vacío, presionamos un pulsador P se empieza a llenar, para ello tiene que estar cerrada E y en funcionamiento M. Una vez lleno el deposito dejará de actuar la bomba y se abrirá la válvula de salida E, por lo que el deposito empezará a vaciarse. Cuando se vacía entero se cierra E, habrá que presionar otra vez P. PROBLEMA 15. El mismo problema anterior ( PROBLEMA 14 ), con las siguientes variantes: Existen dos bombas que tienen que funcionar alternativamente. Existe una sonda de indicación de pozo vacío, cuando indique esto, las bombas no funcionan. PROBLEMA 16. Diseño de un semáforo. PROBLEMA 17. Una prensa de doble remachado como la indicada en la figura 5.1 debe realizar el siguiente ciclo: Al presionar un pulsador p el cabezal baja hasta su tope inferior accionado un fin de carrera b. A continuación comienza a subir hasta llegar a su tope superior donde presionará un fin de carrera a, de forma que al accionar dicho fin de carrera baja de nuevo hasta su posición más inferior. Por último, sube hasta llegar a su tope superior donde acciona el fin de carrera a y se para. Se pide: 1. Realizar las ecuaciones lógicas. 2. Realizar el esquema en el relé Zelio. PROBLEMA 18. Se quiere automatizar un taladro cuya configuración es la indicada en forma esquemática en la figura 6.1. Estando en su tope superior, presiona el fin de carrera a. A mitad de su recorrido descendente presiona el contacto b y al llegar a su posición más baja actúa sobre el fín de carrera c. El ciclo que ha de realizar esta máquina es el siguiente: Al accionar un pulsador p el taladro comienza a bajar. Cuando el taladro accione el contacto b, en su movimiento de descenso, debe comenzar a girar el cabezal portabrocas. Al taladrar totalmente la pieza acciona el fin de carrera c, que da una señal de mando para que el taladro comience a subir. VGDA -6
En su movimiento ascendente, el taladro acciona de nuevo el contacto b que hace que el cabezal deje de girar. Al llegar a su tope superior acciona de nuevo el fin de carrera a, parándose a continuación. Para realizar otro ciclo será necesario presionar otra vez el pulsador p. Se pide: 1. Establecer las ecuaciones lógicas para el funcionamiento del sistema. 2. Realizar el circuito eléctrico correspondiente a esas ecuaciones. 3. Verificar dicho circuito eléctrico sobre el Zelio, simulando de forma completa el ciclo. PROBLEMA 19. Mediante un pulsador y dos lámparas L1 Y L2 se requiere realizar el siguiente ciclo: 1. Al presionar un pulsador m se debe encender la lámpara L1, permaneciendo apagada la lámpara L2. Al soltar el pulsador debe mantenerse el estado anterior. 2. Al presionar y soltar el pulsador por segunda vez debe apagarse la lámpara L1 y encenderse la L2. 3. Al accionar y soltar el pulsador por tercera vez debe encenderse L1 y seguir encendida L2. 4. Al actuar sobre el pulsador por cuarta vez debe apagarse la lámpara L1 y permanecer encendida la lámpara L2. 5. La quinta presión sobre el pulsador hará que se apague la lámpara L2 y se encienda la lámpara L1. 6. Al presionar y soltar el pulsador por sexta vez debe apagarse la lámpara L1 y permanecer apagada L2. El estado de las lámparas L1 y L2 después de la sexta pulsación es idéntico al estado inicial, por lo que de esta forma se ha cerrado el ciclo. PROBLEMA 20. Un plato rotativo accionado por un motor eléctrico monofásico de débil potencia debe realizar tres giros consecutivos, parándose al finalizar el tercer giro. El movimiento se iniciará al accionar un pulsador m. Existe una leva situada sobre el plato rotativo, que acciona un fin de carrera v cada vez que el plato pasa por la posición inicial. Se pide: 1. Establecer las ecuaciones lógicas de funcionamiento. 2. Realizar el esquema eléctrico de la instalación. 3. Comprobar el funcionamiento sobre el entrenador Zelio. PROBLEMA 21. Una grúa porta pinzas igual a la de la figura 10.1 que suministra material a las cubas de una instalación de baños, debe realizar el siguiente ciclo: 1. Recoger en el puesto I el material a tratar. 2. Elevarse sobre el plano vertical hasta el nivel superior requerido para la traslación. 3. Trasladarse horizontalmente hacia la derecha hasta alcanzar la vertical de la cuba de decapado II. 4. Depositar el material a tratar en la cuba II de decapado. (1 segundo). 5. Elevarse de nuevo hasta adquirir el nivel superior. 6. Trasladarse horizontalmente hacia la derecha hasta alcanzar la vertical en la cuba de baños III. 7. Depositar el material en la cuba III (2 segundos). 8. Elevarse hasta alcanzar el nivel superior. 9. Trasladarse de derecha a izquierda hasta situarse sobre la vertical del punto I. 10. Depositar el material en el puesto I, con lo cual se halla dispuesta para repetir el ciclo. Pide: 1. Establecer las ecuaciones lógicas de funcionamiento. 2. Realizar el esquema eléctrico de la instalación. 3. Verificar el funcionamiento sobre el entrenador Zelio. Se denominan a, b, c, d y e, a los fines de carrera que detectan las siguientes posiciones: a.- Vertical del puesto I. b.- Vertical del puesto II. c.- Vertical del puesto III. d.- Nivel superior necesario para la traslación. e.- Nivel inferior. VGDA -7
La maniobra se iniciara accionando un pulsador p. PROBLEMA 22. Se desea proyectar un sistema de control para dos electrovalvulas A y B de manera que cumplan el siguiente programa: 1. Pulsando un mando M, la electrovalvula A se abre instantáneamente y la electrovalvula B tarda 15 segundos en abrirse. 2. Pulsando un mando de parada P, A tarda 25 segundos en cerrarse, mientras B se cierra instantáneamente. VGDA -8